Las respuestas ya aquí describen el comportamiento que viste, pero tal vez no ilumine la forma "convencional" de hacer las cosas.
El comportamiento clave de un transistor bipolar (a diferencia de FET) como se cablea aquí (emisor común) es que el transistor intentará atraer una cantidad de corriente al colector igual a Hfe (el factor de amplificación de corriente del transistor, a veces llamado beta) veces la corriente en la base. Hfe es un número constante más o menos en el rango de 25 a 100 o más. Con este comportamiento, el transistor es útil para amplificar ("multiplicar") señales analógicas, como el audio.
Sin embargo, a menudo queremos simplemente encender o apagar una corriente, como para un LED. En ese caso, queremos que el transistor esté apagado (no conduce corriente) o completamente encendido (corriente máxima, dada cierta resistencia en serie, y la tensión de alimentación general) Para organizar ese estado, solo tenemos que aplicar una corriente base lo suficientemente grande como para que El transistor, en un esfuerzo por atraer Hfe X Ib al colector, intentaría establecer el voltaje del colector por debajo del mínimo posible, que es aproximadamente Vemitter + 0.2 (por lo tanto, 0.2 V en su ejemplo). Cuando el transistor está en ese estado, se dice que está saturado.
Normalmente, un circuito está diseñado para emplear cada transistor en solo uno de estos modos, ya sea amplificando o cambiando, con los componentes circundantes seleccionados para asegurar ese modo, y para enfocar los detalles de ese modo. Por lo tanto, en un circuito como el suyo, un diseñador haría un cálculo rápido de la corriente de LED (y por lo tanto del colector) requerida, dividida por una estimación baja para el transistor beta (por ejemplo, 40), llegando a la corriente de base mínima necesaria, y organizará La resistencia de base para entregar eso o más.
La corriente de base exacta no es importante, pero necesitamos asegurarnos de que el transistor esté saturado cuando está encendido, porque si no lo está, el colector no se hundirá a su voltaje más bajo, lo que permite un voltaje más alto entre colector y emisor. Aunque la corriente será algo menor, el voltaje a través del transistor será sustancialmente más alto, lo que requerirá que el transistor disipe mucho más calor (V x I) de lo necesario. Ese calor destruiría un pequeño transistor, o requeriría un transistor más grande o la adición de un disipador de calor.
Entonces, su primer esquema es la forma sensata de usar el transistor para cambiar un LED. (Dejando de lado la pérdida de uso de un suministro de 24 V que requiere una gran caída de voltaje en algún lugar).
En el segundo esquema, se topó con el uso de la parte del amplificador del rango de operación del transistor. Como se señaló, esto es desventajoso para el transistor en términos de calor si realmente funciona. Sin embargo, no funcionará satisfactoriamente porque, como otros han mencionado, el valor de Hfe varía bastante de un transistor a otro, y también con el calor. Por lo tanto, no podría configurar una corriente de LED estable y precisa de esa manera.
(Para crear un amplificador real con un factor de amplificación consistente y estable, se necesitan resistencias y un condensador adicionales para abordar el efecto de la variación de Hfe).
